基于GPS-RTK技術(shù)在城區(qū)物探測量中的應(yīng)用研究

丹寧，周威

東方地球物理公司大港物探處測量設(shè)備服務(wù)中心

基于GPS-RTK技術(shù)在城區(qū)物探測量中的應(yīng)用研究

丹寧，周威

東方地球物理公司大港物探處測量設(shè)備服務(wù)中心

物探測量是從地震勘探的集體要求入手，在測設(shè)合理可行的物理點(diǎn)位的基礎(chǔ)上，對(duì)可靠的物理點(diǎn)測量成果的技術(shù)。本文主要從GPS-RTK技術(shù)的測量原理和方法入手，對(duì)這一技術(shù)在城區(qū)物探測量中的應(yīng)用問題進(jìn)行了探究。

GPS-RTK技術(shù)；物探測量；應(yīng)用

前言

物探測量是與地震勘探有關(guān)的測量作業(yè)模式。在全球定位系統(tǒng)不斷發(fā)展的情況下，RTK測量技術(shù)也開始在測繪生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。測量精度高、實(shí)時(shí)性和高效性是RTK技術(shù)的主要特點(diǎn)。對(duì)城區(qū)GPS-RTK技術(shù)額研究，可以讓城區(qū)測量施工質(zhì)量得到有效提升，也可以為土地開發(fā)、市政建設(shè)提供一些詳實(shí)可靠的基礎(chǔ)資料。

一、GPS-RTK測量原理和方法

（一）GPS的發(fā)展和特點(diǎn)

目前所采用的全球定位系統(tǒng)（GPS）主要由以下三個(gè)部分組成，一是空間星座部分；二是地面監(jiān)控部分；三是用戶設(shè)備部分[1]。上世紀(jì)末以來，GPS精密定位技術(shù)已經(jīng)開始在大地測量學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)等學(xué)科中發(fā)揮了重要的作用。在這一技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，我國也將GPS技術(shù)應(yīng)用在了大地測量、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測等多個(gè)領(lǐng)域。在將GPS技術(shù)與經(jīng)典測量學(xué)進(jìn)行比較分析以后，我們可以發(fā)現(xiàn)，GPS技術(shù)具備著觀測時(shí)間短、定位精度高、操作簡便的特點(diǎn)，在對(duì)觀測站的平面位置進(jìn)行確定的過程中，GPS技術(shù)也可以對(duì)觀測站的大地高程進(jìn)行精確測算。

（二）RTK的測量原理

RTK系統(tǒng)是建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)、無線電技術(shù)和GPS技術(shù)基礎(chǔ)上的一種實(shí)時(shí)化動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)。GPS-RTK技術(shù)的產(chǎn)生，是對(duì)新傳統(tǒng)GPS技術(shù)所進(jìn)行的有效突破。在實(shí)際應(yīng)用過程中，這一技術(shù)可以對(duì)測站點(diǎn)在制定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋?；鶞?zhǔn)站、電臺(tái)（數(shù)據(jù)鏈）和流動(dòng)站可以被看作是RTK系統(tǒng)的主要組成部分。其中，參考站可以為測量系統(tǒng)提供一定的基準(zhǔn)，流動(dòng)站是對(duì)物理點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行測量的重要工具，也是物理點(diǎn)放樣過程中不可缺少的工具。

二、GPS-RTK技術(shù)在城區(qū)物探測量中的應(yīng)用

（一）城區(qū)建筑設(shè)施對(duì)信號(hào)的影響

建筑設(shè)施和一些大功率發(fā)射電臺(tái)對(duì)GPS信號(hào)有著一定的影響[2]。衛(wèi)星信號(hào)既是靜態(tài)GPS測量的主要影響因素，又是RTK測量精度的主要影響要素。高樓大廈的遮擋和其他高頻信號(hào)源的干擾作用會(huì)讓數(shù)據(jù)庫鏈的傳輸質(zhì)量有效降低。這樣，在城區(qū)物探測量工作的開展過程中，流動(dòng)站經(jīng)常會(huì)遇到無法接收基準(zhǔn)站所發(fā)射的信息的問題。電臺(tái)的功率問題也會(huì)給RTK的作業(yè)距離帶來一定的影響。因而，在城區(qū)物探測量工作中，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站之間的距離要控制在6km以內(nèi)。下表所示的內(nèi)容就是RTK的作用距離與基準(zhǔn)站架設(shè)高度之間的關(guān)系：

表1 RTK作用距離與基準(zhǔn)站架設(shè)高度的關(guān)系

（二）高聳建筑物的測量

GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用，要求相關(guān)工作人員在對(duì)城區(qū)各類設(shè)施的破壞進(jìn)行降低的基礎(chǔ)上，獲得較好的地震資料[3]。這樣，在城區(qū)物探測量工作的開展過程中，工作人員需要對(duì)城區(qū)內(nèi)各類設(shè)施的分布情況進(jìn)行了解。對(duì)于一般建筑而言，直接測定法是一種較為常用的物探測量方法。在架高天線高度的基礎(chǔ)上，進(jìn)行測量，是對(duì)一般建筑進(jìn)行直接測定的有效措施。在加長GPS天線桿的高度的基礎(chǔ)上，對(duì)立桿測量方式進(jìn)行應(yīng)用，也是針對(duì)一般高度建筑物的測量方法。對(duì)于一些頂面較為平坦、易于攀登的高大建筑物而言，工作人員可以采用登頂直接測量的測量方式。內(nèi)切圓法是對(duì)圓形建筑物的輪廓進(jìn)行測量的有效方式。在對(duì)方形建筑物進(jìn)行測量的過程中，工作人員首先需要在墻的一面對(duì)樓房的方向進(jìn)行確定，進(jìn)而利用垂直線或平行線對(duì)樓房的長和寬進(jìn)行確定。進(jìn)而借助另外一組平行線對(duì)樓房的位置進(jìn)行確定。對(duì)于一些不規(guī)則的建筑物，工作人員可以對(duì)交會(huì)法進(jìn)行應(yīng)用。

（三）物探物理點(diǎn)的測量

受到城區(qū)環(huán)境的影響，物探測量過程中所需的物理點(diǎn)往往難以在正點(diǎn)中2進(jìn)行放樣，因而，根據(jù)物探的要求，在對(duì)GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，工作人員還需要對(duì)物理點(diǎn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。在一般情況下，炮點(diǎn)的設(shè)計(jì)方式與檢波點(diǎn)的設(shè)計(jì)方式之間存在著一定的差異性。在城區(qū)物探測量工作的進(jìn)行過程中，如果采用先根據(jù)設(shè)計(jì)位置計(jì)算坐標(biāo)，再利用原設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行放樣的方式，這就會(huì)讓放樣工作表現(xiàn)出繁瑣性的問題。在將GPS-RTK技術(shù)應(yīng)用于城區(qū)物探測量工作以后，工作人員可以在對(duì)設(shè)計(jì)點(diǎn)坐標(biāo)與原設(shè)計(jì)坐標(biāo)之間的關(guān)系進(jìn)行充分考慮的基礎(chǔ)上，借助原設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行放樣，這就可以讓放樣工作表現(xiàn)出簡單易行的特點(diǎn)。

結(jié)論

實(shí)用性和實(shí)效性是GPS-RTK技術(shù)的主要特點(diǎn)。在將這一技術(shù)應(yīng)用于城區(qū)物探測量以后，從城區(qū)的實(shí)際情況入手，對(duì)測量方式進(jìn)行應(yīng)用，可以讓物探測量工作對(duì)城區(qū)設(shè)施的不利影響得到有效降低。

[1]張延同.GPS-RTK技術(shù)在城區(qū)物探測量中的應(yīng)用[D].山東科技大學(xué),2006.

[2]令狐義強(qiáng).GPS-RTK技術(shù)在城市地籍測量中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息,2011,03：108-109+115.

[3]隋宏大,聶敏莉,羅旭,董斌,馮仲科,蔡華利,王佳.GPS-RTK技術(shù)在城市測量中的應(yīng)用及質(zhì)量控制[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008, S1：157-162.